Modellgestützte experimentelle Analyse und Modellierung der Mikrovermischung in Mikroreaktoren

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Die Auslegung von Mischapparaten stellt in der Verfahrenstechnik durch die nur begrenzt mögliche Maßstabsübertragung ein noch weitestgehend ungelöstes Problem dar. Aufgrund ihrer maßgeblichen Einflussnahme sind hierbei die gegenseitigen Wechselwirkungen der Mischvorgänge im Makro-, Meso- und Mikromaßstab von zentralem Interesse. Aufgrund ihrer Komplexität und messtechnischen Unzugänglichkeit konnte diesen Effekten jedoch in der Vergangenheit nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt werden. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollen skalenübergreifend zeitlich und örtlich hochauflösende Untersuchungen der Vermischung in mehreren Grundformen von Mikromischern durchgeführt werden, mit deren Hilfe Phänomene wie laminare Faltung, Einschließung (Engulfment), Wirbeldissipation und diffusive Mischvorgänge erfasst und analytisch ausgewertet werden können. Dazu werden Strömungs- und Konzentrationsfelder mikroskopgestützt durch die Messtechniken "Particle Image Velocimetry" bzw. "Laserinduzierte Fluoreszenz" vermessen. Die gewonnenen Daten dienen zur Verifikation und Verbesserung bestehender bzw. zur Bildung neuer Modellvorstellungen die den Arbeitsgruppen von Prof. Warnecke / Universität-GH Paderborn zur direkten numerischen Simulation bzw. Prof. Woias / Universität Freiburg zur Weiterentwicklung der Mikromischer zur Verfügung gestellt werden.